Pulsar Fusion:toonaangevend in de volgende generatie Krypton Plasma Space Propulsion

Pulsarfusie
Bletchley, Verenigd Koninkrijk
www.pulsarfusion.com

Sunbird eerste plasma met krypton. (Afbeelding:Pulsar Fusion)

De huidige ruimtevaartuigen zijn voornamelijk afhankelijk van twee zeer verschillende voortstuwingssystemen, elk met fundamentele beperkingen. Chemische raketten genereren een extreem hoge stuwkracht, essentieel voor lancering en snelle manoeuvres, maar hun relatief lage uitlaatsnelheden beperken hoe snel ruimtevaartuigen uiteindelijk door de ruimte kunnen reizen.

Elektrische voortstuwingssystemen, zoals ionen- of Hall-thrusters, bereiken zeer hoge uitlaatsnelheden, waardoor ze zeer efficiënt zijn. Ze produceren echter een zeer lage stuwkracht, waardoor ruimtevaartuigen gedurende lange perioden geleidelijk moeten accelereren. Fusion-voortstuwing heeft het potentieel om zowel een hoge stuwkracht als extreem hoge uitlaatsnelheden te leveren. Deze combinatie zou de reistijden door het hele zonnestelsel dramatisch kunnen verkorten.

Pulsar Fusion, een in Groot-Brittannië gevestigd ruimtevaartbedrijf dat geavanceerde voortstuwingstechnologieën ontwikkelt voor de snelgroeiende satelliet- en deep-space-markten, heeft onlangs aangekondigd dat het “eerste plasma” heeft bereikt in zijn Sunbird-uitlaattestsysteem. Deze mijlpaal vertegenwoordigt de eerste glimp van de fysieke architectuur van een kernfusie-uitlaatsysteem voor de ruimtevaart.

Sunbird vooraanzicht in kamer. (Afbeelding:Pulsar Fusion)

Deze prestatie werd live gedemonstreerd tijdens een speciale technische sessie op de MARS-conferentie van Amazon in Ojai, Californië, waar visionaire leiders op het gebied van machine learning, automatisering, robotica en ruimtevaart bijeenkwamen om de toekomst van de mensheid buiten de aarde vorm te geven.

De Sunbird-demo werd live gepresenteerd door Richard Dinan, CEO van Pulsar Fusion, aan een gewaardeerde groep van toonaangevende academici/ondernemers op het gebied van machine learning en robotica, Nobelprijswinnaars en astronauten. De test werd uitgevoerd door Pulsar Scientists in Bletchley, Verenigd Koninkrijk, en live gestreamd naar het podium in Californië tijdens de presentatie van Richard Dinan.

Deze test markeert een vroege stap in de ontwikkeling en demonstreert plasma-opsluiting binnen de uitlaatarchitectuur van het Sunbird-systeem. Het experiment maakt gebruik van een combinatie van elektrische en magnetische velden om geladen deeltjes door het uitlaatkanaal te geleiden en te versnellen.

Sunbird wordt aangedreven door de ultramoderne Dual Direct Fusion Drive (DDFD) van Pulsar Fusion. Met zijn hoge specifieke impuls (10.000–15.000 s) en 2 MW vermogen herdefinieert de Sunbird wat mogelijk is in de ruimtevaart. Dual Direct Fusion Drive (DDFD) is een kernfusiemotor met een compact ontwerp die ruimteschepen zowel stuwkracht als elektrische energie kan leveren. Deze technologie opent ongekende mogelijkheden om het zonnestelsel in een beperkte tijd en met een zeer hoge verhouding tussen laadvermogen en drijfgasmassa te verkennen. Omdat DDFD zowel stroom als voortstuwing levert in één geïntegreerd apparaat, zou het bij aankomst ook maar liefst 2 MW aan stroom aan de ladingen leveren.

Sunbird in grote vacuümtestkamer. (Afbeelding:Pulsar Fusion)

In de volgende ontwikkelingsfase zal Pulsar gedetailleerde prestatiegegevens verzamelen, waaronder stuwkracht en uitlaatsnelheid, met behulp van een stuwkrachtbalans, E×B-sondes en RPA-metingen. Met deze gegevens kan Pulsar de eerste Sunbird-missie plannen.

Om de missieduur van Sunbird te maximaliseren, heeft Pulsar een onderzoeksprogramma ontwikkeld in samenwerking met de Britse Atomic Energy Authority. Het programma onderzoekt de effecten van neutronenstraling op de reactorwanden en magneten, een primaire oorzaak van slijtage binnen de reactor.

Voor deze eerste testserie werd krypton als drijfgas gebruikt, geselecteerd vanwege zijn relatief hoge ionisatie-efficiëntie en inerte eigenschappen bij de massastroomsnelheden die nodig zijn voor vroege tests.

Aankomende experimenten zullen verwarming door roterende magnetische velden, RF-verwarmingssystemen en een speciale stuwkrachtbalans omvatten om meer gedetailleerde prestatiemetingen mogelijk te maken.

Vooruitkijkend is Pulsar Fusion van plan het magnetische systeem te upgraden naar zeldzame aardmetalen, supergeleidende magneten op hoge temperatuur, waardoor sterkere magnetische velden en de verkenning van hogere plasmadichtheid en drukomstandigheden mogelijk worden. Dit programma is uiteindelijk bedoeld om te beginnen met experimenteel werk met aneutronische fusiebrandstofcycli als onderdeel van de voortdurende ontwikkeling van het Sunbird-voortstuwingssysteem.

Dit artikel is bijgedragen door Pulsar Space (Bletchley, Verenigd Koninkrijk). Bezoek hier  . voor meer informatie